《機械設計》課程設計說明書

機械設計課程設計說明書專業(yè)班級：機械電子工程03班學生學號：1203120301學生成績： 3 5 52.電動機的選擇（Y系列三相交流異步電動機） 7 9 11 11 15 23 23 23 24 29 30 31 34 ——鑄造車間型砂輸送機的傳動裝置1.設計題目：設計帶式運輸機的傳動裝置4.工作條件（已知條件）2)載荷特性：連續(xù)工作、近于平穩(wěn)、單向運轉；3)使用期限：8年，大修期3年，6)生產規(guī)模：成批生產。）；）；4)編寫設計計算說明書一份（約7000字）。3)系統(tǒng)方案的總體評價：以上三種方案：結構簡單，應用最廣。由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒寬載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。方案二中減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可大致相同。結構較復雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸肩潤滑較困難。方案三中一般為高速級分流，且常用斜齒輪，低速級可用直齒或人字齒輪。齒輪相對于軸承為對稱布置，沿齒寬載荷分布較均勻。減速器結構較復雜。常用于大功率，變載荷場合。方案一結構簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護方便。由于電動機、減速器與滾筒并列，導致橫向尺寸較大，機器不緊湊。但齒輪的位置不對稱，高速級齒輪布置在遠離轉矩輸入端，可使軸在轉矩作用下產生的扭轉變形和軸在彎矩作用下產生的彎曲變形部分地抵消，以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象?？偟膩碇v，該傳動方案一滿足工作機的性能要求，適應工作條件、工作可靠，此外還有結構簡單、尺寸緊湊、成本低、傳最常用的的電動機是Y系列籠型三相異步交流電動機。其效率高、工作可靠、結構簡單、維護方便、價格低，適用于不易燃、不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。由于啟動性較好，也適用于某些要求較高起動轉矩的機械。首先估計傳動裝置的總體傳動范圍：由卷筒的圓周速度V可計算卷筒的nw=60x1000/πD=60x1000/πx300工作機所需有效功率Pw7,有2個V帶傳動效率η2=0.969,有2個6,有1個η=η12η2η32η44η5=0.972.0.96.0.992.0.994.0.96=0.825卷筒軸的輸出功率Pw=Tnw/9550=1.680kW式中：nd——電動機轉速可選范圍有表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍為2-4，圓柱齒輪傳動比范圍為nd’=i1i22nw=786～6718r/比12兩個方案均可行，方案2電動機成本低，對選定的傳動方案傳動比也適似的浸油深度，高速級傳動比i2和低速級傳動比i3可按照下列方1-1.5)i3雙級圓柱齒輪低速級傳動比i34=i/高速軸□:P1=P0η1=2.2x0.96=2.11kW中間軸□:P2=P1η2η3=2.11x0.99x0.97=2.03kW低速軸□:P3=P2η2η3=2.03x0.99x0.96=1.93kW高速軸：T1=9550P1/n1=47.60N.m中間軸：T2=9550P2/n2=161.55N.m低速軸：T3=9550P3/n3=460.79N.m將以上計算結果整理后列于下表：功率P(Kw)效率η31.V帶傳動的設計計算設計此V帶傳動h時，已知條件有——帶定功率；小帶輪轉速；大帶輪轉速。設計內容包括——選擇帶的型號；確定基準長度、根數(shù)、中心距、基準直徑以及結構尺寸；初拉力和壓軸力?！醮_定計算功率Pca=KA×P表8-8查得，工作情況系數(shù)KA=1則Pca=KA×P=1.2*2.2=2.64kw小帶輪轉速即電動機滿載轉速n0=1420r/min根據(jù)Pca=KA×P=1.2*3=3.6kw和n0=1420r/min查圖8-9，選取帶型為Z型?！醮_定帶輪的基準直徑dd，并驗算帶速度根據(jù)V帶的帶型和電動機的中心高100mm,查表8-9選取小帶輪的基準直徑dd1=90mm驗算帶速=3.14*90*1420/60000=6.69m/s大帶輪基準直徑dd2=i1dd1=3*90=270mm□確定中心距a和基準長度Lddd1+dd2a0≤2(dd1+dd2)查表8-2得Ld=1600mm'實際中心距a=a0+(Ld-Ld)/2=500mm□驗算小帶輪上的包角α1□計算帶的根數(shù)z查表8-6得Kα=0.94查表8-2得KL=1.16帶型率Pcaa/mm度Ldzdd1/mm直徑dd2A3□帶輪的結構設計尺寸：e=12±0.3mm,fmin=7mm,bd=8.5mm,ha=2.0mm,hfmin=7.0mm,δ=6mm小帶輪的基準直徑dd1=90mm，則da1=dd1+2ha=90+2*2.0=94mm對大帶輪：大帶輪的基準直徑dd2=280mm，則da2=dd2+2ha=280+2*2.0=284mmD1=da2-2(ha+δ)=280-2*（2.0+6）=264mmD0=0.5(D1+d1)=168.53mmd0=0.25(D1-d1)=59.765mmd2t≥b.查表選取尺寬系數(shù)＝1c.查表得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mp1/2小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=大齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim2＝550MPa□;高速軸：N1=60n1jLh=60×473×1×（2×8×300×8）=1.33x1091/i12=1.33x109/3.75=3.38x108低速軸：N2=60n2jLh=60×120×1×（2×8×300×83.36x108N2'’＝3.36x108/3.02=1.11x108式中j為每轉一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。Lh為齒輪的工作壽命，單位小時g.計算接觸疲勞許用應力％，低速軸：□計算兩級小齒輪分度圓直徑d2t≥V1=τ*d1t*n1/(60*1000)=τ*61.65*473/60000=1.53m/sV2=3.14*d2t*n2/(60*1000)=τ*77.78*120/60000=0.49m/s計算齒寬b及模數(shù)齒高hb1=φdd1t=1*61.65=61.65mmb2=φdd2t=1*77.78=77.78mmh2=2.25*m2=7.0mmb1/h1=61.65/6.62=9.31b2/h2=77.78/7.0=11.1故載荷系數(shù):Kh1=Ka*Kv1*Kha*Khb1=1*1.07*1.37*1.2Kh2=Ka*Kv2*Kha*Khb2=1*1.03*1*1.424□確定計算參數(shù)KFN2=0.88□計算彎曲疲勞許用應力=500*0.87/1.4＝310.71MPa□計算載荷系數(shù)K1=Ka*Kv1*Kfa*Kfb1=1*1.07*1*1.4K2=Ka*Kv2*Kfa*Kfb2=1*1.03*1*1.4查圖10-17取齒形系數(shù)：□計算大、小齒輪的并加以比較都是小齒輪的數(shù)值大，所以取較大者，□設計計算m1≥3√2x1.759x47600/1x212=1m2≥3√2x1.452x16155/1x252=面接觸疲勞強度決定的承載能力僅與直徑有關，綜合結果取高速級□幾何尺寸計算小齒輪齒數(shù)=68.186/2=34，為了保證設計齒寬和節(jié)省材料，一般將小齒輪略加b.低速級小齒輪齒數(shù)=81.7/2.5=33為了保證設計齒寬和節(jié)省材料，一般將小齒輪略加綜上，齒輪傳動的參數(shù)如下：低速級221.選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求速軸、低速軸和中間軸都選擇40Cr鋼,調質處理。2.初估軸徑d≥A03√P1/n1=110*3√2.11/高速軸最小直徑處安裝大帶輪，中間安裝齒輪，軸上設有兩個鍵槽。取d1min=20mm0=124d≥A03√P2/n2=1243√2.03/中間軸安裝齒輪，軸上設有兩個鍵槽。取d2min=35mm0=120低速軸安裝有聯(lián)軸器和齒輪，軸上設有兩個鍵槽。取d3min=50mm.3.軸的結構設計□各軸段直徑的確定a.d11最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，d11=d1min=25mmb.d12密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，得知第二段軸的定位c.d13為滾動軸承處軸段直徑，d13=32mm,所以選取軸承為6206，其尺d.d14為過渡軸承，由于各級齒輪傳動的線速度均小于2m/s，滾動軸承采用脂潤滑，因此需要考慮擋油盤的軸向定位，取d14=35mm。g.滾動軸承處軸段d17=32mm□各軸段長度的確定b.由箱體結構、軸承端蓋、裝配關系確定，選取軸承端蓋螺釘直徑d3=8mm,那么e=1.2d=9.6mm,m=31mm,螺釘數(shù)為4.由裝配關系取帶輪c.由滾動軸承、擋油盤以及裝配關系確定L13=16+12=28mm?！蹑I的尺寸設計□齒輪與軸配合為H7/n6，軸承與軸過渡配合，軸的尺寸公差為m6.□各軸段的直徑確定：a.d31最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段。d31=50mmd×D×B=55mm×100mm×21mm。c.d32為密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標準，d.d34過渡段，需要考慮擋油盤的軸向定位，取d34=65mm。g.d37為滾動軸承與套筒軸段，d37=d33=□各軸段長度的確定。31=40mm。選取TL8型彈性套柱銷聯(lián)軸器，則聯(lián)軸器的轂孔d.L34過渡段長度L34=50mm?！蹑I的設計：L31段需與外部的聯(lián)軸器連接，故選用C型普通單圓頭b×h×l=14mm×9mm×80mm.b×h×l=18mm×11mm×45mm.中間軸的設計?！醺鬏S段直徑的確定。b.d22低速級小齒輪軸段，選取d.d24高速級大齒輪軸段，d24e.d25段為套筒與軸承處，d25=35mm.□各軸段長度的確定?！蹑I的尺寸設計。低速級小齒輪上：b×h×L=12×8×56渡配合，軸的尺寸工差為m6.取值□1齒頂圓至箱體內壁7□7箱底至箱底□2齒輪頂端面至箱體H□3軸承端面至箱體內L1箱體內壁至軸承座孔端□4旋轉零件間軸的距離e軸承端蓋凸□5齒頂圓至軸表面距離箱體內壁軸□6大齒輪齒頂圓至箱底內壁的箱體軸承座低，故采用油潤滑。查表，選用全損耗系統(tǒng)用油（GB/T433-1989代齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷孛娴木嚯x≥30~60mm。由于滾動軸承的速度較低，所以采用脂潤滑。查表，選用鈣基潤滑脂（GB/T491-1987代號為L-XAMHA1。為避免油池中有稀油濺入軸承座，在齒輪與軸承之間放置擋油環(huán)，輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。箱體的尺寸直接影響它的剛度。首先要確定合理的箱體壁厚δ。根據(jù)經(jīng)驗公式：δ=4√0.1T≥8mm（T為低速軸轉矩，N.m）可取δ=8mm。為了保證接合面連接處的局部剛度與接觸剛分都有較厚的連接壁緣，箱座底面凸緣厚度設計的更厚些。在軸承座孔與箱底結合面處設置加強肋，減少了側壁的彎曲變形。箱蓋箱座聯(lián)接直徑d2=12mm受載不大，所以箱體可用灰鑄鐵制成。檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑情況、接觸斑點及齒側間隙，還可用來注入潤滑油，檢查孔要開在